商南县城供水存在问题与对策

2014-04-07张梅

陕西水利 2014年2期

张梅

（商南县水务局陕西商南 726300）

1 概况

位于陕西省商洛市东南部的商南县，属长江水系的丹江中上游地区，是一个以低山、丘陵为主的山区县，千米以下的低山丘陵占总面积的77%。商南县城位于县境东北部，城区东起五里铺，西至五里牌，北至县河水库，南到二道河，东西长5.2km，南北宽2.5km，海拔472.3m，地处312国道，西南铁路交通要道，为陕西省东南门户，是商南县政治、经济、文化、商业中心。县城总的特点是北高南低，东西高中间低。属北亚热带向暖温带过渡性大陆季风气候，四季分明，雨量充沛，气候温和。年平均降水量为823mm，降水量年际变化大，年内分配不均匀。现全县共辖13镇，县域总人口243699人，其中非农业人口107428人，城区占地面积16km2。2012年全县实现地区生产总值47.39亿元，较上年增长14.8%，GDP增长率为15.6%，财政总收入达到37626万元，人均纯收入5529元。

2 商南县城供水存在问题

目前，商南县城供水主要来源于县河水库。县河水库位于县河中上游，距下游商南县城2.5km，是一座以灌溉为主、兼有供水、防洪及发电等综合效益的小（1）型水库，水库总库容667万m3，坝高46m，坝址以上控制流域面积100km2，占全流域36.8%，河长L＝18.82km，河道比降J＝19.4‰。县河流域地处秦岭东段南麓的浅山丘陵区，流域内水土流失轻微，植被良好，林区约占60%以上。汛期洪水挟带泥沙量少，水质优良。但是由于供水厂建设较早，使得目前县城供水存在以下问题。

（1）供水管网设施老化严重。

商南县县河水库西干渠主要承担着向县城官坡水厂和县水电站输水的任务，这些管网建于上个世纪九十年代，经过二十多年运行，老化严重。

（2）管护不到位，供水安全没有保障。

长期以来，由于商卢路的多次改造，弃渣或削坡产生的大量土石方向下倾倒，加之局部产生滑坡，带病运行多年。近年来，经常出现垮塌现象，每次都是修修补补，但始终不能从根本上解决问题，公墓以上渠道随时都有垮塌的可能，严重威胁着县城供水安全。为了从根本上解决县城供水安全隐患，必须尽快拆除重建，同时一并对其他渠段进行加固。

（3）供水规模较小，难以适应县城发展需要。西干渠是根据上个世纪县城6万人口设计的供水规模，而目前县城人口已近10万。根据城市发展规划，到2030年城区人口将达到16万，加之城市的工业发展，目前供水规模已经远远不能适应城区发展需要。

为了从根本上解决县城供水安全隐患，商南县水务局组织技术人员现场踏勘和研究，确定三种重建方案。经方案比较，最终确定为公墓以上1250m，全段拆除新修，为钢筋混凝土断面，公墓以下1200m，进行防渗处理。

3 水文地质

3.1 水文

县河流域无水文站，县河水库坝址以上流域内亦无雨量站。水库管理处设有雨量筒，但仅有零星观测资料。在水库下游2.5km处的商南县气象站具有较长系列的降水观测资料。县河邻近支沟武关河上1959年1月设有武关水文站，该站是丹江支沟武关河控制站，为省级重要水文站，集水面积724km2。但本工程县河及各支沟流域面积最大仅为155km2，流域比例不足50%，不适应水文比拟法。县河水库2003年被列入国家病险水库除险加固工程项目，于2005年11月完成除险加固，防洪标准达到50年设计、500年校核。流域内多年平均降水量为823mm，降水量年际变化大，年内分配不均匀。最大降雨量1307.8mm（1983年），最小降雨量 546.3mm（1978年），降水量主要集中在7月～10月，其降水量占全年降水量50%以上。多年平均输砂量10.37万t。

3.2 工程地质

工程区位于秦岭南部山区，地形西北高东南低，海拔高程400m～1000m，相对高差200m～500m。发育一、二及残留三级阶地，各级阶地堆积物二元结构清楚，上部为砂壤土、粉细砂，下部为砂卵石层。都不会产生滑塌、滑坡和风化、碎石崩落等现象，地质条件较好，只需作必要的衬护处理即可。但该工程所经的渠线处于商卢路以下，经常产生垮塌现象。

4 商南县城供水解决对策

4.1 工程规模

为了从根本上解决县城供水安全隐患，依据现场地质勘察并分析认为，需对商南县河水库西干渠进行拆除重建。工程分为干渠拆除、防渗处理、临时供水措施。县河水库西干渠工程分为两段：公墓以上1250m，全段拆除重建，按钢筋混凝土断面形式；公墓以下1200m，进行防渗抹面处理。施工期间，县城临时供水拟由县河水库溢洪道的溢流堰处架设水泵抽水，沿商卢路内侧边沟输水至公墓以下进入原渠道。

4.2 渠道重建加固

整个渠道重建加固分为两段：公墓以上1250m渠道，全段拆除重建；公墓以下1200m，总体情况良好，只进行防渗抹面处理。优点是原渠道内侧渠墙可不进行拆除，避免发生较大范围的开挖，在保证过水能力的前提下缩窄渠道，确保该段商卢路的安全，重建段渠道整体性、安全可靠性更好，投资更省。渠道重建加固优点是原渠道内侧渠墙可不进行拆除，避免发生较大范围的开挖，在保证过水能力的前提下缩窄渠道，确保该段商卢路的安全，重建段渠道整体性、安全可靠性更好，投资更省。

4.2.1 公墓以上1250m拆除重建方案

原渠道设计（宽2.0m×深1.2m）为宽浅式结构，经过综合分析计算，决定在满足过水能力的情况下，重建为宽深1.6m×1.6m的断面结构，缩窄渠道宽度，减少工程开挖量，节约工程投资。拆除重建方案有两种断面形式：一是采用浆砌石钢筋砼复合结构，二是全钢筋砼结构。经过方案比较，选择全钢筋砼结构。

针对渠道内容易产生泥砂淤积，在距离渠首100m处修建一座沉砂池一座，沉砂池底板高程低于渠道底板高程0.5m，池宽度与原渠道宽度相同，池长为20m，新建拉砂闸一座。另外对凤凰山庄外侧渠道上的一座泄水闸进行加固。我们也进行了全段隧洞方案的考虑，由于一段直线隧洞不能实现，需要折线布置，从溢洪道以下进口，至公墓下游出口，长度约1105m，局部进行衬砌。投资远大于拆除原渠道且沿原渠线重建的投资，且施工周期需300天以上，因此，暂不考虑。

4.2.2 公墓以下渠道的防渗处理方案

公墓以下至水厂间的渠道长度1200m，总体情况良好，只需进行防渗处理，采用M15砂浆抹面，局部进行整修。

4.3 临时供水

西干渠承担着县城供水的任务，施工期间必须考虑可靠的临时供水措施。根据商南县城用水能力水处理不小于320m3/h确定，初步确定三种临时供水方案。

方案一：从县河水库抽水，管道输水。在溢洪道的溢流坝处架设水泵，从县河水库内抽水，沿商卢路内侧路边沟布设φ400PE输水管道，在公墓处接入原输水渠道。管道长度1100m，估算投资为53.96万元。根据县城供水所需水量和溢流坝所在的位置，选定泵型为潜水泵，流量 320m3/h，扬程 25m，功率 45kw，配备两台（一用一备）。根据所选水泵型号和技术参数，以及经济流速计算确定水泵出水管道管径为200mm，采用PE管材。

方案二：通过东干渠引水，管道输水。从溢洪道对岸上游约200m处的东干渠引水，采用φ400PE输水管道引至土地岭路下跨过河道，输水管道长度为1400m。需要配备和方案一中同一型号水泵两台。估算投资为66.46万元。

方案三：土地岭抽水方案。水库来水通过东干渠末端放入县河河道，在土地岭下河道边打三眼大口井抽水，经水泵加压引入原渠道。为保证充足水源，在水位线以下开挖渗渠使井与河道连接相互贯通。配套三台潜水泵（两台轮流工作，一台备用），水泵流量为320m3/h，扬程60m，功率90kw，水泵出水管径为200mm。估算投资为48.25万元。

经过比较，采用从县河水库抽水，在溢洪道的溢流坝处架设水泵，沿商卢路内侧路边沟布设1100mφ400PE管道的方案解决临时供水问题，工程投资53.96万元。其优点主要是运行管理相对方便，可靠性相对较高，运行费用相对较低。

4.4 施工设计

本工程为县城供水渠道，在施工期间，应严格按照施工设计和施工要求施工，实行层层把关，每道工序都要验收合格，方可进行下道工序的施工。根据施工条件及工程的施工难度，施工前应做好各项前期准备工作，备足材料、机械，合理安排组织好施工人员和施工进度。鉴于工程任务重，工期紧、计划施工工期安排3个月。工程所在地处于县城北部，商南凤凰山庄在工程上游，也是去山庄的唯一通道，所以在施工期间尽量防止开挖和堆放料场造成的道路拥堵。